专利名称：气体轴承静电夹具的制作方法
技术领域：
本发明大致是关于半导体处理夹持系统，且尤指一种静电夹器(clamp)及用于夹 持工件的方法。
背景技术：
静电夹器或夹具(ESC，electrostatic clamps or chucks)是经常利用于半导 体工业以供夹持工件或基板于诸如离子植入、蚀刻、化学汽相沉积(CVD，chemical vapor deposition)等等的基于电浆或基于真空的半导体制程期间。ESC的夹持能力以及工件温 度控制已经证实于处理半导体基板或晶圆为相当有用，诸如硅晶圆。举例而言，一个典型 的ESC包括其定位于一导电电极之上的一介电层，其中，半导体晶圆是置放于ESC的一表面 (例如该晶圆是置放于介电层的一表面)。于半导体处理(例如离子植入)期间，一夹持 电压典型为施加于晶圆与电极之间，其中，晶圆是藉由静电力而靠于夹具表面夹持。一些习用的ESC进而利用背侧气体冷却，藉以冷却于处理期间的工件。在这些情 形，一冷却气体静态呈现于工件与ESC的一个或多个凹陷表面之间的一间隙，其中，气体的 压力大致正比于间隙之内的其热转移系数。因此，为了达到较高的冷却速率，典型地需要较 高的静态背侧冷却气体压力，藉以提供期望的热性能。因此，为了维持工件的适当夹持，关 联于较高的背侧气体压力的力量应以施加至ESC的较大的夹持力或电压而适当抵消。倘若 是高功率的离子植入(例如2. 5千瓦)，气体压力实质为高，藉以得到适当的冷却，其中，夹 持力应适当提高以企图补偿实质为高的气体压力。再者，至于一种扫描的工件，诸如于一 些离子植入系统所见，大的G力可存在于工件振荡期间，其中，更高的夹持力为必要，藉以 维持于工件与ESC之间的充分接触。然而，提高于整个工件的夹持力将具有不良的效应，诸 如增加的微粒污染，由于提高夹持压力会引起跨于工件表面的于ESC与工件之间的摩擦 力，因而导致跨于工件面积(组件形成于其中)的微粒污染的较大机会。因此，于此技术是存在针对于一种夹器的需要，该种夹器是可以操作来限制工件， 同时减轻微粒污染，且亦同时提供期望的温度均勻度与夹持压力以供有效率处理工件。
发明内容
本发明是藉由提出一种用于夹持在半导体处理系统的工件的系统、装置、及方法 而克服先前技术的限制。因此，下文提出本发明的简化概要，藉以提供本发明的一些方面的 基本了解。此概要并非为本发明的广泛的概观。此概要既不倾向于识别本发明的关键的要 素且亦不倾向于描述本发明的范畴。此概要的目的是以简化形式而呈现本发明的一些概 念，以作为稍后提出的较详细说明的一个序文。本发明大致为用于半导体处理中的一种用于将一工件夹持至其中的静电夹器、及 用于将工件夹持至其中的方法。根据本发明的一个示例性方面，该静电夹器包括夹持板，该 夹持板具有与工件关联的夹持表面。举例而言，该夹持板具有设置于其中的中央区域与环 状区域，并且其中，环状区域大致为配置在中央区域的周边。举例而言，该夹持板的中央区域大致为平面，且任何结构的空隙是从其朝外延伸而成。一个或多个电极进而与该夹持板 的中央区域关联。该一个或多个电极进而电连接至第一电压电位，其中，第一电压电位可操 作成 选择性地吸引该工件朝向该夹持板。根据一个实例，多个气体供应孔口设置于该夹持板的中央区域，其中，该多个气体 供应孔口与加压气体供应器流体连通。举例而言，加压气体供应器被构造成经由透过该多 个气体供应孔口的气体的流动而将该夹持表面与工件之间的气垫提供在该夹持板的中央 区域。根据本发明的一个实例，该夹持板的中央区域包括具有与其关联的预定孔隙率的多 孔板，其中，多个气体供应孔口大致由该多孔板的预定孔隙率所设置。举例而言，该多孔板 可包括多孔碳与多孔碳酸硅材料的一个或多个，其中，该多孔板的孔隙率大致为平均分配 自该中央区域的气体流。一个或多个气体返回孔口进而设置于该夹持板的中央区域与环状区域的一个或 多个。举例而言，该一个或多个气体返回孔口与真空源流体连通，在其中大致设置了用于该 气垫的排气路径。举例而言，该一个或多个气体返回孔口可包括在该夹持板中的一个或多 个沟槽，其配置于中央区域与密封之间，其中，提供该气垫的返回或排气路径，因此而大致 允许于该中央区域之内的气体的动态流动。密封进而形成于该夹持板的环状区域，其中，该密封被构造成以大致防止该气垫 自该中央区域泄漏至该环状区域的外部环境。举例而言，密封可为自该夹持板的第一平面 延伸至该夹持板的第二平面的弹性密封。作为一个替代者，密封可包括设置于环状区域的 夹持表面的一个或多个大致同心差动抽吸沟槽(differential pumping groove)。举例而 言，该一个或多个同心差动抽吸沟槽中的各个与一个或多个真空源中个每个流体连通，其 中，关联于各个真空源的个别的压力在移动为远离该中央区域而针对于各个接续的差动抽 吸沟槽减小。本发明的夹持板可更包括配置在该环状区域的周边的二个或多个销，其中，二个 或多个凹口是构成以选择性地介接于该工件的周边。该二个或多个销大致地抑制该工件免 于侧向移动。根据又一个示例性的方面，提供一种用于夹持工件的方法，其中，提供一夹持板 (诸如上述的夹持板)。举例而言，该种方法包括置放工件于该夹持板之上，其中，工件的 周边区域是位居于该夹持板的环状区域之上。经由设置在该夹持板的中央区域于第一气体 压力的多个气体供应孔口而提供于缓冲气体，其中，该缓冲气体大致以第一排斥力而将工 件从该夹持板排斥出。因此，提供了于该工件与夹持板的中央区域之间的一大致无摩擦界 面。第一电压电位进而施加至第一电极，于其中大致以第一吸引力而将工件吸引至该 夹持板。举例而言，进而控制第一气体压力与第一电压电位，其中，第一排斥力与第一吸引 力大致相等。因此，工件大致为“浮动”在气垫上，因此，大致地消除了工件与静电夹器之间 的接触。因此，为了达成前述与相关目的，本发明包括完整描述于下文且特定指出于申请 专利范围的特征。以下的说明与随附的图式详细陈述本发明的某些说明性质的实施例。然 而，此等实施例是指出本发明的原理可为运用于其中的种种方式的少数者。本发明的其它 目的、优点、与新颖特征将由本发明的以下详细说明且当连同图式所考虑时而成为显明。
图1说明根据本发明的一个示例性方面的一种静电夹具的分解立体图。图2说明根据本发明的另一个方面的图1的静电夹具的横截面图。图3是图2的静电夹具的一部分的放大横截面图。图4是根据本发明的又一个方面的一种示例性的静电夹具的简化横截面图。图5是一种示例性系统的方块图，该种系统包括本发明的静电夹具。图6说明根据本发明的再一个方面的一种示例性的冷却板的俯视图。图7是方块图，其说明根据本发明的一种用于夹持工件的示例性方法。
具体实施例方式本发明大致指向一种静电夹器或夹具(ESC)，其提供改良的夹持与热均勻度并且 进而减少背侧粒子污染。因此，本发明将参考图式进行说明，其中，相同参考符号可用以参 考图式中的相同组件。应了解的是这些方面的说明仅为说明性质且其不应为限制意味而 解读。在以下说明中，为了解释的目的，陈述诸多的特定细节以提供对本发明的彻底了解。 然而，对于本领域技术人员而言明显的是本发明可不需这些特定细节而实施。参考图式，图1是说明一种示例性的静电夹器(亦称为ESC) 100的分解立体图。 ESC 100可操作于诸如一离子植入制程的半导体处理期间以经由静电力而实质夹持一工件 102至其中(如图2的横截面所示)，其中，该工件是迅速平移于相关于一离子束(未显示) 的一个或多个方向。工件102可包括一半导体基板，诸如一硅晶圆或其它的基板。举例而 言，如图1所示的ESC 100包括一夹持板104、一第一电极106、与一冷却板108，其中，该夹 持板、第一电极、与冷却板可操作耦接以形成该ESC。ESC 100更可包括一第二电极110或 另外的电极，且任何数目的电极视为落入本发明的保护范围内。根据本发明的一个方面，夹持板104包括设置于其中的一环状区域112与一中央 区域114，其中，该环状区域大致为配置在该中央区域的一周边116的周围。环状区域112 包括与其关联的一第一表面118，其中，在一个实例中，第一表面是构成以大致接触工件 102(如图2的横截面所示)。举例而言，第一表面118可操作于静电夹持期间以接触工件 102的在其一周边区域122的周围的一表面120。举例而言，工件102的表面120的周边区 域122可与工件的一排他区124关联，其中，半导体组件大致未形成于排他区。举例而言， 与夹持板104的环状区域112关联的第一表面118是部分或整体接触于排他区124中的工 件102的表面120，如图2所示。图2的示例性ESC100的一部分129进而显示于图3中，其 中，第一表面118图示为大致接触工件102在ESC的周边116的周围。可替换地，虽然未图 示，第一表面118可部分地或整体地接触排他区124及/或工件102的表面120的一主动 区域126，其中，半导体组件(未显示)是形成于主动区域的工件102的一前侧127。根据本发明的另一个示例性方面，再次如图2所示，夹持板104的中央区域114包 括关联于工件102的主动区域126的一第二表面128。如于图3所示且进一步详示于图4， 夹持板104的示例性的第二表面128大致以一预定距离凹陷自第一表面118，于其大致设置 于夹持板的第二表面与工件102的表面120之间的一间隙130。举例而言，第二表面128大致凹陷自第一表面118 (例如于约0与30微米之间的一间隙130)。在一个特定实例中，第二表面128大致凹陷约10微米自第一层116的第一表面118。因此，当工件102置放于ESC 100，环状区域112可操作以大致将中央区域114隔 离自一外部环境131 (例如真空室、处理室、或类似者)。根据一个示例性的方面，夹持板 104的环状区域112是由一弹性材料(例如一弹性密封)所构成，其中，该弹性材料大致 设置第一表面118。该弹性材料因此提供于工件102与夹持板104之间的一密封，其中，中 央区域114大致隔离自外部环境131。在又一个实例中，第二表面128大致为与第一表面118共平面(例如图4的间隙 130为零)。举例而言，间隙130的选择进而大致由与第二表面128关联的气体压力与其施 加至工件102的静电力所确定，其中，气体压力与静电力之间的平衡大致为合意，藉以使该 工件“浮动”于夹持板之上，如将于下文所述。根据又一个实例，本发明尝试在图1的夹持板104的周边116的差动抽吸，其中， 提供于环状区域112的一个或多个方位角置放的差动抽吸沟槽(未显示)，且其中，当自该 夹持板的中央为朝外渐进时，提供渐进较高的真空(例如较低的压力)至一个或多个差动 抽吸沟槽。举例而言，第一表面118与第二表面128可大致为共平面，其中，例如差动抽吸 沟槽为大致延伸至夹持板104，因此实质禁止自ESC 100的气体流动为超过夹持板的周边 116而延伸至外部环境131，如同将为本领域技术人员所了解。根据另一个实例，夹持板104的环状区域112与中央区域114包括一 J-R材料(例 如掺杂钛的氧化铝、掺杂氧化铈的氮化铝、或类似者)。一 J-R材料(例如具有于1X IO8 至1X IO12奥姆-公分之间的整体电阻率的一半导电性的介电材料)是具有优于一 J-R型 式ESC 100的未掺杂材料的一个优点，因为夹持板104可实质加厚(例如0. 5毫米或更大 的一厚度)，且不需要藉由加工、研磨或其它技术的后续的薄化，藉以产生有用的夹持力。可 替换地，夹持板104的环状区域112与中央区域114包括一非J-R材料，其中，ESC100是可 视为一非J-R或库仑型式(Coulombic-type)的夹器。图4是说明图2的示例性ESC 100的部分129的简图132，其中，进一步说明本发 明的数个创新方面。如于图4所示，根据一个实例，夹持板104的环状区域112包括一第一 介电层134，第一介电层134具有形成于其上的一第一保护层136，其中，第一表面118大致 由第一保护层的一顶表面138所设置。在一个实例，第一介电层134包括一掺杂介电材料， 诸如掺杂钛的氧化铝与掺杂氧化铈的氮化铝的一个或多个。举例而言，第一保护层136包 括形成于第一介电层之上的一个二氧化硅(SiO2)层。可替换地，第一保护层136包括形成 于第一介电层134之上的一个聚酰亚胺(PI，p0lyimide)或其它聚合物。在一种类似方式中，举例而言，夹持板104的中央区域114包括一第二介电层140， 该第二介电层140具有形成于其上的一第二保护层142，其中，第二表面128大致由第二保 护层的一顶表面144所设置。第一介电层134与第二介电层140可由类似或差异的材料所 构成。同理，第一保护层136与第二保护层142可由类似或差异的材料所构成。在一个实 例中，第一介电层134与第二介电层140是由一共同的陶瓷基板所形成，其中，第一保护层 136与第二保护层142是在第一与第二介电层为形成后而形成于第一与第二介电层之上。根据一个实例，如图2所示的ESC 100的第一电极106是与中央区域114关联，且 第二电极110是与环状区域112关联，其中，第一电极与第二电极大致为彼此电气隔离。举 例而言，第一电极106与第二电极110的一个或多者是由银、金、钛、钨、或其它导电性的金属或材料的一个或多者所构成。ESC 100的第一电极106与第二电极110可分别电连接至 个别的第一电压源146 (例如第一电压电位)与第二电压源148 (例如第二电压电位)， 如于图5所示，且如将为于下文所论述。根据本 发明，如于图1所示，夹持板104更包括关联于中央区域114的多个气体供 应孔口 150，其中，该多个气体供应孔口是与一加压气体源或供应器152流体连通，如同再 次于图5所示。举例而言，图1的多个气体供应孔口 150是构成以经由图5的气体供应器 152而提供于该夹持表面(例如第二表面128)与工件102的表面120之间的一气垫(未 显示)于夹持板104的中央区域。举例而言，图1的多个气体供应孔口 150大致由第二介电层140的一孔隙率所设 置于夹持板104的中央区域114(如于图4所示)。举例而言，夹持板104的至少该中央区 域114包括具有关联于其中的一预定孔隙率Φ的一多孔板154。在此实例中，图4的第二 介电层140包括多孔板154。因此，图1的多个气体供应孔口 150大致由多孔板154的预定 孔隙率所设置。根据一个实例，多孔板154包括一多孔碳与一多孔碳酸硅材料的一个或多 个。在另一个实例中，多孔板154包括一多孔石墨材料。根据另一个实例，多孔板154的预 定孔隙率Φ大致假定为空隙的体积(Vv)对整体材料的体积(Vb)的一比值，其中φ = Vv/VB(1)。预定孔隙率Φ可具有一范围为0至1、或0%至100%的孔隙率。在一个特定实例 中，多孔板154的预定孔隙率Φ选择为于大约5%至大约75%的范围之内。由于结构整合 度与流动气体通过多孔板154的容量大致取决于材料选择以及关联于其的预定孔隙率，本 发明预期能够提供工件102的充分流量与支撑/夹持的任何材料与预定孔隙率Φ所构成 的多孔板为归属于本发明的范畴内。再者，应为注意的是举例而言，图4的至少第二保护 层142更可包括形成在第二介电层140之上的一多孔材料。应为注意的是该多个气体供 应孔口 150可均勻分布在夹持板104的中央区域114的周围。举例而言，该多个气体供应 孔口 150可包括多个机械加工或者是以其它方式所形成的钻孔、裂缝、环、沟槽、或其它孔 口(未显示)于夹持板104的中央区域114，其中，该多个气体供应孔口是流体流通于图5 的气体供应器152。该多个气体供应孔口 150的架构或型样化可因此基于自该气体供应器 152的缓冲气体的最佳流量而确定。根据又一个方面，一个或多个气体返回孔口 156设置于夹持板104的中央区域114 与环状区域112的一个或多个。举例而言，该一个或多个气体返回孔口 156与一真空源158 流体连通，如于图5所示。举例而言，图3与4的该一个或多个气体返回孔口 156可包括配 置在环状区域112与中央区域114之间的一界面162的周围的一个或多个沟槽或孔160，如 于图3与4所示，因此提供用于缓冲气体(未显示)通过ESC 100的一排气路径。举例而言，环状区域112是进而可用以提供于工件102的表面120的周边区域 122与ESC 100之间的一实质密封164，其中，缓冲气体大致维持于由该环状区域、中央区域 114、与工件所设置的一容积165之内。藉由控制自该多个气体供应孔口 150且透过该一个 或多个气体返回孔口 156所返回(例如经由图5的气体源152与真空源158)的缓冲气体 的压力与流量，夹持板104可用以提供一第一力而将工件102大致排斥自ESC 100。自该多 个气体供应孔口 150的缓冲气体的压力与流量可因此大致抵消其关联于经由图5的第一电 压源146与第二电压源148所施加至第一电极106与第二电极110的电压电位的静电力。该种力量的抵消或平衡因此可用以提供一大致无摩擦的界面于工件102与夹持板104的至 少该中央区域114之间。再者，藉由控制自该多个气体供应孔口 150且透过该一个或多个 气体返回孔口 156 (例如经由图5的气体源152与真空源158)的缓冲气体的压力与流量， 亦可控制于工件102与ESC 100之间的热转移，其视缓冲气体的流量与温度而定。 在一个实例中，该一个或多个气体返回孔口 156具有约2毫米或更小的一直径，然 而，种种其它尺寸的孔亦预期为归属于本发明的范畴内。举例而言，该一个或多个气体返回 孔口 156可具有约500微米的一直径。该等气体返回孔口的尺寸可基于压力与流量率而变 化，且因此可用于ESC 100的任何既定应用而最佳化。在一个替代例中，图1的一个或多个气体返回孔口 156包括一个或多个裂缝(未 显示)，其中，该一个或多个裂缝大致为沿着于环状区域112与中央区域114之间的界面 162延伸一预定距离(未显示)。举例而言，该一个或多个裂缝可包括线性或弧形的裂缝， 其中，如沿着ESC 100的一半径166延伸所测量，当测量于环状区域112与中央区域114之 间，该一个或多个弧形裂缝的一径向宽度可为约2毫米或更小。举例而言，该一个或多个长 形裂缝的一长度可为实质大于其径向宽度。根据本发明的再一个示例性方面，图1至4的ESC 100的冷却板108与夹持板104 的一背侧168关联，如图4所示，其中，夹持板104更包括一第一绝缘层170，其形成于第 一电极106与图1的冷却板108之间；及，一第二绝缘层172，其形成于第二电极110与冷 却板之间。举例而言，第一绝缘层170与第二绝缘层172的一个或多个是由一介电材料所 构成，其中，介电材料可包括氧化铝、氮化铝、或其它绝缘材料的一个或多个。根据本发明的另一个示例性方面，如图6所示的冷却板108包括一个或多个冷却 通道174。举例而言，该一个或多个冷却通道174是构成以安排由诸如水的一冷却流体(未 显示)于夹持板104与冷却板108之间的路线及/或通过该冷却板以供ESC 100于半导体 处理期间的冷却。图6说明冷却板108的一个示例性的前表面176，其中，冷却板的前表面 大致为介接于图4的夹持板104的背侧168，举例而言，其中，图标了冷却信道174的至少部 分者的一预定型样178。应为注意的是预定型样178是可不同于图式所示者，且所有这些 型样预期为归属于本发明的保护范围内。如于图6所示，关联于冷却板108的前表面176的该一个或多个冷却通道174包 括多个大致同心通道180，其大致经由多个径向通路182而互连。举例而言，示例性的多个 同心通道180、径向通路182大致提供经由其的冷却流体的有利的流动，其中，气泡大致为 最小化。因此，本发明的图1至4的示例性ESC 100因此提供工件102的夹持及冷却，其 中，力平衡可得到于关联于中央区域114的静电力与其关联于气体流动的气体压力(于工 件与中央区域间的容积165)之间。根据本发明的另一个示例性方面，中央区域114大致为 平坦，如于图1所示，其中，中央区域大致为延伸朝向(及/或接触)工件102的表面120 的任何结构。可替换地，中央区域114可包括其散布为跨于第二表面128的一个或多个台 面或圆点(未显示)，其中，举例而言，图2的工件102大致地被防护以免于“着落”或接触 第二表面的大部分者。举例而言，该一个或多个台面或圆点可由第二介电层140与第二保 护层142的一个或多者所设置。根据本发明的又一个示例性方面，夹持板104更包括配置在一周边188的周围的多个销、栓、或其它的特征186，其中，多个销是构成于工件的处置及/或处理期间以介接于 工件102的周边区域122。举例而言，三个或多个销186延伸在大致垂直于第一表面118而 在夹持板104的周边188的周围，其中，该等销大致防止工件102于工件的扫描期间的侧向 运动。举例而言，该等销186可选择地定位，以当供应缓冲气体时而维持工件102的位置。图5说明一个示例性的静电夹持系统190，其中，ESC 100可操作为耦接至第一电 压源146 (例如一第一电源供应器)、第二电压源148、缓冲气体源152、返回气体或真空源 158、及一控制器192。举例而言，控制器192可操作为控制施加至图4的中央区域114的 第一电压电位146，藉以大致吸引工件102至ESC 100且密封背侧气体于设置在中央区域 114、环状区域112(例如密封)、与工件102之间的容积165之内，而且进一步控制气体源 152与真空源158，藉以提供于静电夹持与该容积内的缓冲气体压力之间的力量的实质平 衡。应为再次注意的是尽管一第二电压源148提供于此实例以供电第二电极110，若第二 电极是亦省略，则该第二电压源可省略。同理，可控制用于附加的电极(未显示)的附加的 电压源(未显示)，因此将为由本领域技术人员所了解。根据本发明的另一个方面，图7是说明一种示例性方法300，用于经由一静电夹具 以夹持一工件。应为注意的是尽管示例性方法是图标且描述于本文为一系列步骤或事件， 将为理解的是，本发明是并未由这些步骤或事件的图标的顺序所限制，正如根据本发明的 一些步骤是可发生于不同顺序且/或并存除了显示及描述于本文的外的其它步骤。此外， 并非需要所有图示的步骤来实施根据本发明的一种方法。甚者，将为理解的是，这些方法是 可关联于本文所图标及描述的系统以及关联于并未图标的其它系统而实施。如图7所示，方法300是开始于步骤302，提供诸如图1至4的ESC 100的一种静 电夹具。举例而言，提供于步骤302的ESC包括一夹持板，其中，该夹持板包括设置于其的 一中央区域与一环状区域，且其中，一第一电极是至少关联于该中央区域。该夹持板更包括 关联于该中央区域的多个气体供应孔口、及一个或多个气体返回孔口。在步骤304中，一工件置放于该夹持板之上，其中，在一个实例，该工件的一周边 区域接触该夹持板的环状区域。在步骤306中，一缓冲气体是于一第一气体压力下且经由 透过多个气体供应孔口的一缓冲气体供应而提供，其中，该缓冲气体大致以一第一排斥力 而将该工件排斥自该夹持板。该缓冲气体大致确定于该工件与夹持板之间的某量的力与热 转移。在步骤308中，一第一电压电位施加至第一电极，于其大致以一第一吸引力(例如 一第一夹持力)而将该工件吸引至该夹持板。在步骤310中，控制第一电压电位与缓冲气体压力，其中，第一电压电位大致以第 一力而将该工件吸引至该夹持板，且缓冲气体压力大致提供一反抗或排斥力。在一个实例 中，第一吸引力与第一排斥力是藉由步骤310的控制而等化，于其提供该工件与夹持板的 至少该中央区域之间的一大致无摩擦界面。在一个实例中，与步骤306所施加至第一电极的第一电压电位关联的第一吸引力 是充分的，藉以大致维持该工件相对于夹持板的一位置、且提供于该工件与环状区域之间 的实质密封以防止缓冲气体泄漏至外部环境。于另一个实例，差动抽吸沟槽提供于该工件 与夹持板之间的密封以防止缓冲气体泄漏至外部环境。 因此，本发明提出一种静电夹具，其提供改良的热均勻度且进而减少背侧微粒污 染。虽然本发明已经显示及描述关于某个较佳实施例或多个实施例，明显的是等效的变更与修改将由本领域技术人员阅读及了解此说明书与随附图式而得到。特别是关于由上述的构件(组件、装置、电路、等等)所实行的种种功能，运用来描述该等构件的术语(包括提 及“机构”)是意图以对应(除非是另为指明)实行上述的构件的指定功能的任何构件(即 其为功能等效)，即使非为结构等效于实行于本文所述的本发明示例性实施例的功能的公 开结构。此外，尽管本发明的一特定特征可为关于数个实施例的仅有一者而公开，用于任何 既定或特定应用而可为期望且有利，该特征可结合其它实施例的一个或多个其它特征。
权利要求
1.一种静电夹器，其用于选择性地维持工件的位置，该静电夹器包括夹持板，其具有与该工件关联的夹持表面，其中，该夹持板具有设置在其中的中央区域 与环状区域，并且其中，该环状区域是大致地配置在该中央区域的周边；多个气体供应孔口，其设置在该夹持板的中央区域，其中，该多个气体供应孔口与加压 气体供应器流体连通，并且其中，该加压气体供应器被构造成经由该多个气体供应孔口而 将该夹持表面与工件之间的气垫提供在该夹持板的中央区域；一个或多个气体返回孔口，其限定在该夹持板的中央区域与环状区域的一个或多个， 其中，该一个或多个气体返回孔口与真空源流体连通，在其中大致地设置了用于该气垫的 排气路径；密封，其形成于该夹持板的环状区域，其中，该密封被构造成大致地防止该气垫自该中 央区域泄漏至该环状区域的外部环境；及一个或多个电极，其至少与该中央区域关联，其中，该一个或多个电极电连接至第一电 压电位。
2.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该夹持板的中央区域包括具有与其关联的预 定孔隙率的多孔板，其中该预定孔隙率是由该多孔板的空隙的体积对整体材料的体积的比 值所定义，并且其中该多个气体供应孔口大致地由该多孔板的预定孔隙率所设置。
3.如权利要求2所述的静电夹器，其中，该多孔板包括多孔碳与多孔碳酸硅材料的一 个或多个。
4.如权利要求3所述的静电夹器，其中，该多孔板包括多孔石墨。
5.如权利要求2所述的静电夹器，其中，该多孔板的预定孔隙率的范围为在大约5%与 大约75%之间。
6.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该多个气体供应孔口是以大致均勻方式而分 配在该夹持板的中央区域的周围。
7.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该多个气体供应孔口包括设置于该夹持板的 中央区域的多个裂缝与多个凹环的一个或多个。
8.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该多个气体供应孔口包括设置在该夹持板的 中央区域中的多个孔。
9.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该夹持板的中央区域大致为平面且任何结构 的空隙是由该空隙向外延伸而成。
10.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该夹持表面具有与该环状区域关联的第一平 面、及与该中央区域关联的第二平面，其中第一平面是由第二平面凹陷而成。
11.如权利要求10所述的静电夹器，其中，该密封包括从第二平面延伸至第一平面的 弹性密封。
12.如权利要求10所述的静电夹器，其中，该第二平面是由第一平面凹陷约10微米而成。
13.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该密封包括设置于该环状区域的该夹持表面 中的一个或多个同心差动抽吸沟槽，其中该一个或多个同心差动抽吸沟槽中的每个与一个 或多个真空源中的各个流体连通。
14.如权利要求13所述的静电夹器，包括与三个真空源中的各个流体连通的三个同心差动抽吸沟槽。
15.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该一个或多个电极进而与该环状区域关联， 且其中该一个或多个电极电连接至第二电压电位。
16.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该一个或多个气体返回孔口包括该夹持板中 的一个或多个沟槽，其配置在该中央区域与密封之间。
17.如权利要求1所述的静电夹器，其中，该夹持板还包括配置在该环状区域的周边的 二个或多个销，其中，二个或多个凹口被构造成选择性地介接于该工件的周边。
18.一种静电夹器，其用于选择性地维持工件的位置，该静电夹器包括夹持板，其具有与该工件关联的一夹持表面，其中，该夹持板具有设置于其中的中央区 域与环状区域，并且其中该环状区域大致地配置在该中央区域的周边，并且其中该夹持板 的中央区域包括具有与其关联的预定孔隙率的多孔板，其中该预定孔隙率由该多孔板的空 隙的体积对整体材料的体积的比值所定义且大致地设置多个气体供应孔口于该夹持板的 中央区域，其中该多个气体供应孔口与加压气体供应器流体连通，并且其中该加压气体供 应器被构成以经由该多个气体供应孔口而将该夹持表面与工件之间的气垫提供在该夹持 板的中央区域；一个或多个气体返回孔口，其设置在该夹持板的中央区域与环状区域的一个或多个， 其中，该一个或多个气体返回孔口与真空源流体连通，在其中大致地设置了用于该气垫的 排气路径；密封，其配置在该夹持板的环状区域，其中，该密封被构成以大致地防止该气垫自该中 央区域泄漏至该环状区域的外部环境；及一个或多个电极，其至少与该中央区域关联，其中，该一个或多个电极电连接至第一电 压电位。
19.一种用于夹持工件的方法，该方法包括步骤提供夹持板，其中，该夹持板包括设置于其中的中央区域与环状区域，其中第一电极至 少与该中央区域关联；将该工件置放于该夹持板之上，其中，该工件的周边区域位居于该夹持板的环状区域 之上；经由设置在该夹持板的中央区域于第一气体压力的多个气体供应孔口而提供缓冲气 体，其中，该缓冲气体大致地以第一排斥力而将工件从该夹持板排斥出且提供位于工件与 该夹持板的至少中央区域之间的大致无摩擦界面；将第一电压电位施加至第一电极，在其中大致地用第一吸引力将工件吸引至该夹持 板；及控制第一气体压力与第一电压电位，其中，第一排斥力与第一吸引力大致相等。
20.如权利要求19所述的方法，其中，将第一电压电位施加至第一电极的步骤大致地 提供位于该环状区域与工件之间的密封。
全文摘要
本发明提出一种静电夹器，其具有一夹持板，其中，夹持板具有一中央区域与一环状区域。多个气体供应孔口是设置于夹持板的中央区域，其中，多个气体供应孔口是流体连通于一加压气体供应器，且加压气体供应器是构成以经由多个气体供应孔口而提供夹持表面与工件之间的一气垫于夹持板的中央区域。一个或多个气体返回孔口是设置于夹持板的中央区域与环状区域的一个或多个，其中，一个或多个气体返回孔口是流体连通于一真空源，在其中大致设置了用于气垫的一排气路径。一密封是配置于夹持板的环状区域，其中，密封是构成以大致防止气垫自中央区域泄漏至环状区域的外部环境。一个或多个电极进而电连接至一第一电压电位以提供一第一夹持力。
文档编号H01L21/683GK102067301SQ200980114618
公开日2011年5月18日 申请日期2009年4月23日 优先权日2008年4月30日
发明者W·李, 亚历山大·斯洛克姆, 多诺万·贝克尔, 约瑟夫·吉莱斯皮, 萨弥尔·奈弗, 阿施文·普鲁黑特, 陶滕超, 马文·拉封丹 申请人:艾克塞利斯科技公司